(57)【要約】【課題】  従来、遮光膜や絶縁チューブとの関係によっては、電極間距離が測定しにくい場合があった。【解決手段】本発明の放電ランプの電極間距離の測定方法は、発光管１１、発光管１１内に封入された非点灯時に固体状又は液体状の放電媒体１１２、発光管１１内で先端部が対向して離間配置された一対の電極１２１、１２２を具備する放電ランプ１の電極間距離の測定方法であって、放電ランプ１を点灯させ、その安定点灯時に一対の電極１２１、１２２間に形成されるアーク像５を減光手段３を介して受像し、一対の電極１２１、１２２間の先端部に残存するアークスポットを測定することを特徴とする。【選択図】  図１
2006344536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管、前記発光管内に封入された非点灯時に固体状又は液体状の放電媒体、前記発光管内で先端部が対向して離間配置された一対の電極を具備する放電ランプの電極間距離の測定方法であって、
前記放電ランプを点灯させ、その前記一対の電極間に形成されるアーク像を減光手段を介して受像し、前記一対の電極の先端部に残存するアークスポットを測定することを特徴とする放電ランプの電極間距離の測定方法。
【請求項２】
発光管の放電部に放電媒体を封入し、かつ前記放電部内で互いの先端部が離間配置されるよう前記発光管に一対の電極を封着することでランプが点灯可能となる工程以降に、請求項１に記載の放電ランプの電極間距離の測定を行う工程を具備していることを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項３】
発光管、前記発光管内に封入され、非点灯時に固体状又は液体状の放電媒体、前記発光管内で先端部が対向して離間配置された一対の電極を具備する放電ランプの電極間距離の測定方法であって、
前記一対の電極間の略法線方向に配置され、点灯時に前記一対の電極間に形成されるアーク像を入力する受像手段と、
前記一対の電極間と前記受像手段との間に設けられた減光手段と、
前記受像手段により入力されたアーク像を出力する表示手段とを具備することを特徴とする放電ランプの電極間距離測定ユニット。
【請求項４】
前記減光手段は、減光率が７２％以上、８０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプの電極間距離測定ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の前照灯、プロジェクタ等に使用される放電ランプの電極間距離の測定方法および測定ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプは、基本構成として、発光管の内部に金属ハロゲン化物やキセノンなどの希ガス、場合によっては水銀などの放電媒体が封入され、さらに所定の電極間距離を保った状態で一対の電極が配設される構成となっている。このような放電ランプは、ランプの性能、品質向上、特性バラツキの抑制等のためには、ランプ構成部品が精度よく組み立てられ、かつ自動車工業規格等に定められたそれぞれの規格に適合しているかどうかを検査することは重要になる。その検査が必要なランプ構成の中で、特に重要なのは電極の位置、電極間距離である。
【０００３】
この電極に関する検査としては、図５に示すように、バックライトＢＬとＣＣＤカメラＣＡを測定目標の放電ランプＬＡを挟むように一直線に配置し、バックライトＢＬの光によって明確になった放電ランプＬＡの一対の電極間をＣＣＤカメラＣＡによって受像し、画像表示装置に受像した映像を表示することで計測を行なっていた。また、同様に電極間距離等を測定する発明としては、Ｘ線照射装置からＸ線を測定部分に向けて照射し、その透視像をＣＣＤカメラで受像することで測定する発明などがある。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００２−３２４５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術のようにバックライトの光やＸ線を測定対象の電極等に照射した像をＣＣＤカメラに受像して電極間距離等の測定を行なう方式の場合、図５（ｂ）のように、バックライトまたはＸ線照射装置と測定対象との間に、放電媒体や遮光膜等が介在する位置関係になってしまうと、測定対象の像がはっきりしなくなり、測定をすることができなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電極間距離の測定の際に、電極およびその他の構成要件との位置関係に影響されにくい放電ランプの電極間距離の測定方法および測定ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、放電ランプの電極間距離の測定方法は、発光管、前記発光管内に封入された非点灯時に固体状又は液体状の放電媒体、前記発光管内で先端部が対向して離間配置された一対の電極を具備する放電ランプの電極間距離の測定方法であって、前記放電ランプを点灯させ、その前記一対の電極間に形成されるアーク像を減光手段を介して受像し、前記一対の電極の先端部に残存するアークスポットを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電極間距離の測定の際に、測定装置と電極との位置関係に影響されにくい放電ランプの電極間距離の測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の放電ランプの電極間距離の測定方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明の放電ランプの電極間距離の測定方法の第１の実施の形態について説明するための斜視図である。
【０００９】
本発明の放電ランプの電極間距離の測定ユニットは、少なくとも放電ランプ１、ＣＣＤカメラ２、減光フィルタ３、ディスプレイ４で構成される。
【００１０】
まず、放電ランプ１について説明する。図２は、放電ランプの構造を説明するための図であり、（ａ）は水平方向から見た放電ランプの図、（ｂ）は（ａ）の直線Ａ−Ａ’において、矢印方向から見た放電ランプの断面図である。
【００１１】
放電ランプ１は、例えば、耐火性で透光性の石英ガラスからなる発光管１１を主要な部品として有する。その発光管１１は、略中央部には球状の放電部、その両端には管軸に沿って一対の封止部が形成された構成となっており、放電部の内部には放電空間１１１が形成されている。この放電空間１１１の内容積は、ショートアーク型の高圧放電ランプではおよそ０．１ｃｃ以下であり、自動車用として構成する場合には、特に０．０１ｃｃ〜０．０３ｃｃとされる。
【００１２】
放電空間１１１には、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化亜鉛、キセノン等からなる放電媒体１１２が封入されている。なお、本実施の形態では、水銀を全く含まない水銀フリー構造となっている。放電媒体１１２は、非点灯時、固体状又は液体状であって、有形で目視でもその存在を確認することができる。なお、放電媒体１１２はランプを点灯させると徐々に蒸気化し、気体に変化するが、放電空間１１１の容積に対して放電媒体１１２の量が多い場合には、完全に蒸気化しないで形を残したまま存在することがある。
【００１３】
発光管１１の封止部には、電極１２１、１２２と外部リード線１３１、１３２を両端部に接続した金属箔１４１、１４２が封着されている。電極２１、２２は、タングステンからなり、その先端は放電空間１２内に延出し、所定の電極間距離を保った状態で内在している。この一対の電極１２１、１２２によって形成される電極間距離は、ショートアーク型高圧放電ランプでは５ｍｍ以下、特に自動車の前照灯に使用する場合では、自動車用前照灯の規格等が定められたＲｅｇ．９９によると、４．２ｍｍ程度に管理されなければならない。さらに、この電極間距離は、０．１ｍｍ程度の大小によってもランプ特性に大きな影響を与えるため、製品ごとに決定した仕様の許容範囲内に入るようにしなければならない。
【００１４】
外部リード線１３１、１３２の他端側は、封止部の外部に延出され、特にそのうちの外部リード線１３１には、封止部外で給電端子１３３と接続される。そして、その給電端子１３３の一部には、点灯時の給電端子１３３に生じる電位が放電媒体１３等に影響を与えないように、セラミック等からなる絶縁チューブ１５が被覆されている。
【００１５】
これらを備えた発光管１１の外側には、筒状の外管１６が、その管軸方向に沿って発光管１１の大部分を覆うように設けられており、外管１６の両端部を両封止部の一部に溶着することによって接続がなされている。そして、この外管１６と発光管１１とにより形成された空間内には、水分を含みにくくする目的で、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスを封入することができる。
【００１６】
ここで、本実施の形態のような自動車前照灯においては、外管１６の外表面に遮光膜１７が形成されている。この遮光膜１７は、反射鏡等を備える灯具によって放電ランプの配光を制御するのではなく、ランプ自身によって配光を制御するために形成されるものである。すなわち、遮光膜１７は、ランプを投影したときに、自動車の通行が左側通行である日本国においては、対向車が通過する右側前方は相手がグレアを受けないように比較的暗く保ち、左側前方は運転者が歩行者等を確認できやすいように明るく保つカットラインを形成する。このような遮光膜１７の形成位置は、Ｒｅｇ．９９に定められており、放電ランプの管軸方向に垂直な断面である図２（ｂ）において、α１＝１５°、α２＝２５°±５°、α３＝２５°±５°になるように形成される。
【００１７】
そして、外管１６により外部を覆われた状態の発光管１１は、ソケット１８に接続される。この接続については、外管１６の外側に装着された金属バンド１９１を、ソケット１８に形成、延出された４本の金属製の舌片１９２により挟み込むことによって行なわれている。なお、ソケット１８の端部には、点灯回路からの電力を供給するための金属端子１８１がその外周面に沿って形成されており、金属端子１８１は外部リード線１５２に給電端子１５３を介して電気的に接続されている。また、図示していないが、外部リード線１３２側と電気的に接続される他方の端子は、ソケット１８の底部部分に形成されている。
【００１８】
これらで構成された放電ランプ１は、そのソケット１８が放電ランプ点灯装置（図示しない）に嵌合接続され、ランプが水平に、かつ絶縁チューブ１５が最も下方にくるように配置される。そして、放電ランプ１に電力をかけることで点灯し、上側に湾曲したアーク５が形成される。なお、このアーク５を形成する電極１２１、１２２の先端部のアークの起点を「アークスポット」と呼ぶ。このアークスポットは、一般に点灯中、最も高温となる電極１２１、１２２の表面に形成され、温度が不安定になったりするとそのスポットが移動し、ちらつきの原因となる。このちらつきには、トリウムなどの放射性物質をドープしたタングステン材料の電極を用いることが有効である。
【００１９】
次に、受像手段であるＣＣＤカメラについて説明する。ＣＣＤカメラ２には例えば、東芝テリー社製、型番ＣＳ８５５０ｉ−０１を使用することができる。なお、受像手段としてはＣＣＤカメラ２に限定されるものでなく、例えばデジタルカメラ等であっても良い。さらには、受像の手段としては、静止画および動画のどちらかが撮影できればよい。
【００２０】
放電ランプ１に対するＣＣＤカメラ２の配置については、図３のＣＣＤカメラの配置を説明するための図を用いて説明する。（ａ）は上方向から見た放電ランプの図、（ｂ）は（ａ）の直線Ｂ−Ｂ’において、矢印方向から放電ランプを見た図である。
【００２１】
ＣＣＤカメラ２の管軸方向の配置は、図３（ａ）のように、放電ランプ１の一対の電極１２１、１２２の中央から管軸に対して略法線方向上に配置されるのが最も望ましい。また、周方向の位置は（ａ）の断面である（ｂ）のように、一対の電極１２１、１２２と給電端子１３３および絶縁チューブ１５を一直線に結ぶ線に対して略法線方向、かつ遮光膜１７が電極１２１、１２２とＣＣＤカメラ２との間に介在しない方向に配置するのが望ましい。これは、放電ランプ１を点灯させ、そのアークスポットによって電極間距離を測定する本発明の測定方法において、最も安定して、かつ正確に電極間距離を測定できる最良の配置である。なお、上記の「略」は、多少の角度誤差を許容するということを意味している。
【００２２】
減光手段である減光フィルタ３について説明する。減光フィルタ３には、例えば、ケンコー社製、型番ＮＤ−８−２５．５ｍｍを使用することができる。この減光フィルタ３は、放電ランプ１の一対の電極１２１、１２２と上記のように配置したＣＣＤカメラ２との間に配置される。ここで、図１および図３では、減光フィルタ３はＣＣＤカメラ２と離間配置されているが、ＣＣＤカメラ２のレンズに一体的に接続して構成してもよい。
【００２３】
表示手段であるディスプレイ４について説明する。ディスプレイ４には例えば、東芝製、型番ＩＰＣＤ００５Ａの液晶ディスプレイを使用することができるが、もちろん、表示手段としては、アークの像を確認できるものであればどのような方式の表示装置を使用しても構わない。また、ディスプレイ４とＣＣＤカメラ２との接続は、カメラで入力した画像が表示される周知の接続であれば問題はないので説明は省略する。
【００２４】
放電ランプの電極間距離の測定方法について説明する。
【００２５】
本発明においては、放電ランプ１を点灯した状態で電極間距離を測定することを一つの特徴とする。したがって、アークスポットが安定し、移動しにくくなる安定点灯時に測定を行なうことができる。ここで、「安定点灯時」とは、放電ランプに定格電力がかかっているときの状態をいう。そして、安定したアーク５を減光フィルタ３を介してＣＣＤカメラ２により受像し、それをディスプレイ４に表示する。
【００２６】
なお、この放電ランプの電極間距離の測定方法は、放電ランプの製造工程に組み込むと様々な利点がある。例えば、周知の製造方法によって、発光管１１に放電媒体１１２を封入し、封止部に電極１２１、１２２、外部リード線１３１、１３２、金属箔１４１、１４２を封着する工程後、すなわち、ランプとして放電可能となった工程後に、本発明の電極間距離の測定を行うと、その時点で電極間距離の規格はずれ品やアークスポットが不安定な特性異常品を早期発見できる。したがって、それ以降の工程を行うことなく、不良品として除去できるため、外管６やソケット１８等を無駄に使用することがない。
【００２７】
また、放電ランプ１に外管６等が取り付けられたほぼ完成品に近い状態となった後に本発明の電極間距離の測定を行えば、製品の特性として最も近い状態のアークを対象として測定するため、さらに信頼度が高い測定結果が得られる。
【００２８】
図４は、図２（ａ）の放電ランプを安定させ、そのときのアークをＣＣＤカメラで受像し、ディスプレイに表示した状態を説明するための図である。そして、図の（ａ）〜（ｄ）は減光フィルタの減光率を変化させたときのアーク像であり、（ａ）は減光フィルタを使用していないとき、（ｂ）は減光率７２％、（ｃ）は減光率７５％、（ｄ）は減光率７８％のときである。ここで、本来はディスプレイにはほとんどアーク５のみしか移らないが、わかりやすくするために電極等も明確に表示している。なお、減光率は、減光フィルタ３の枚数を増減することで変化をさせている。
【００２９】
全く減光をしていない（ａ）では、アーク５全体がはっきりと太く表示されるため、電極表面のアークスポットも太く表示されている。したがって、アークスポットの厳格な位置を特定できず、電極間距離を正確に測定することができない。そして、（ｂ）から（ｄ）のように減光率が高くするにつれて、アーク５が細く局所的に表示されていくことになり、アークスポットもはっきりと確認できるようになっていくのがわかる。これは、アーク５の発光は電極の表面のアークスポット付近が最も強いという特性を利用したものである。そして、減光フィルタ３の減光率が７５％よりも大きくなったとき以降、およそ正確な電極間距離を測定することができるようになり、特に図４（ｄ）における状態となったとき最もアークスポットを正確に測定できる。なお、減光率を高くしすぎると、アーク５の全てが遮光され、電極間距離を測定できなくなるため、その測定限界としての減光フィルタ３の減光率は８０％よりも低くなければならない。
【００３０】
また、図３（ｂ）において、ＣＣＤカメラ２および減光フィルタ３の周方向の配置場所を変え、様々な角度から同様のアークスポットの測定を行なった。その結果、電極間距離が測定できないのは、電極１２１、１２２とＣＣＤカメラ２および減光フィルタ３の間に放電媒体１１２、絶縁チューブ１５および遮光膜１７が直接重なる場合に限られ、従来の方法と比較して約半分になる改善が見られた。また、測定の精度もいずれの場合も悪くはなかった。
【００３１】
したがって、本実施の形態では、前記放電ランプを点灯させ、その安定点灯時に前記一対の電極間に形成されるアークを減光手段によって減光し、前記一対の電極先端部に残存するアークスポット間を測定するため、電極間距離の測定の際に、測定装置と電極との位置関係に影響されにくく、放電ランプの電極間距離が測定しやすい。
【００３２】
また、従来よりも電極間距離の測定が簡単であり、特に、減光フィルタ３の減光率を７２％以上、８０％以下とすれば、アークスポットをはっきりと確認できるため測定が更に簡単となる。
【００３３】
また、アーク点灯させた状態で測定し、かつアークスポットのみをはっきり見ているため、アークスポットの移動によるちらつきなどの異常を同時に発見することができる。
【００３４】
なお、実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３５】
減光率の微調整に、例えば、アクリル板などを使用してもよい。
【００３６】
放電ランプ１の電極間距離を測定するに、電極１２１、１２２が製造過程において多少曲がり、電極間距離測定時にも管軸上に乗っていない状態となる場合がある。したがって、電極間距離の測定では、ＣＣＤカメラ２と減光フィルタ３とのセットを複数配置するのが、品質管理上さらに望ましい。
【００３７】
また、第１の実施の形態では、遮光膜付の放電ランプの例を挙げたが、遮光膜１７が形成されていない放電ランプにおいても高い効果が得られる。すなわち、遮光膜なしの放電ランプでは、電極間とＣＣＤカメラ２、減光フィルタ３との間に絶縁チューブ１５等が介在しなければ、電極間距離を測定することができるので、それらの位置にさらに影響されることなく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の放電ランプの電極間距離の測定方法の第１の実施の形態について説明するための斜視図。
【図２】放電ランプの構造を説明するための図。
【図３】ＣＣＤカメラの配置を説明するための図を。
【図４】安定点灯時のアークをＣＣＤカメラで受像し、ディスプレイに表示した状態を説明するための図。
【図５】従来の電極間距離測定の例。
【符号の説明】
【００３９】
１  放電ランプ
２  ＣＣＤカメラ
３  減光フィルタ
４  ディスプレイ
１１  発光管
１１１  放電空間
１１２  放電媒体
１２１、１２２  電極
１５  絶縁チューブ
１６  外管
１７  遮光膜
５  アーク
【図１】
2006344536.tif 000003
【図２】
2006344536.tif 000004
【図３】
2006344536.tif 000005
【図４】
2006344536.tif 000006
【図５】
2006344536.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月12日(2005.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
発光管１１の封止部には、電極１２１、１２２と外部リード線１３１、１３２を両端部に接続した金属箔１４１、１４２が封着されている。電極１２１、１２２は、タングステンからなり、その先端は放電空間１１１内に延出し、所定の電極間距離を保った状態で内在している。この一対の電極１２１、１２２によって形成される電極間距離は、ショートアーク型高圧放電ランプでは５ｍｍ以下、特に自動車の前照灯に使用する場合では、自動車用前照灯の規格等が定められたＲｅｇ．９９によると、４．２ｍｍ程度に管理されなければならない。さらに、この電極間距離は、０．１ｍｍ程度の大小によってもランプ特性に大きな影響を与えるため、製品ごとに決定した仕様の許容範囲内に入るようにしなければならない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
そして、外管１６により外部を覆われた状態の発光管１１は、ソケット１８に接続される。この接続については、外管１６の外側に装着された金属バンド１９１を、ソケット１８に形成、延出された４本の金属製の舌片１９２により挟み込むことによって行なわれている。なお、ソケット１８の端部には、点灯回路からの電力を供給するための金属端子１８１がその外周面に沿って形成されており、金属端子１８１は外部リード線１３１に給電端子１３３を介して電気的に接続されている。また、図示していないが、外部リード線１３２側と電気的に接続される他方の端子は、ソケット１８の底部部分に形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
全く減光をしていない（ａ）では、アーク５全体がはっきりと太く表示されるため、電極表面のアークスポットも太く表示されている。したがって、アークスポットの厳格な位置を特定できず、電極間距離を正確に測定することができない。そして、（ｂ）から（ｄ）のように減光率を高くするにつれて、アーク５が細く局所的に表示されていくことになり、アークスポットもはっきりと確認できるようになっていくのがわかる。これは、アーク５の発光は電極の表面のアークスポット付近が最も強いという特性を利用したものである。そして、減光フィルタ３の減光率が７５％よりも大きくなったとき以降、およそ正確な電極間距離を測定することができるようになり、特に図４（ｄ）における状態となったとき最もアークスポットを正確に測定できる。なお、減光率を高くしすぎると、アーク５の全てが遮光され、電極間距離を測定できなくなるため、その測定限界としての減光フィルタ３の減光率は８０％よりも低くなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006344536.tif 000008
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006344536.tif 000009